專利名稱：影像傳感器及用以制造其之方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于一種影像傳感器及一種用于制造其之方法；且更特定言之，本發(fā)明系關(guān)于一種影像傳感器及一種用于使用凸塊(bump)形成過程來制造其之方法。本發(fā)明可應(yīng)用于互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)影像傳感器及電荷耦合器件(CCD)影像傳感器。
背景技術(shù)：
如眾所周知的，各種晶片尺寸封裝(CSP)技術(shù)應(yīng)用于極小封裝之半導(dǎo)體晶片的封裝技術(shù)，且凸塊替代接合線形成于用于CSP之晶片的墊(pad)上。
圖1A至1E為說明一種用于制造具有凸塊之互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)影像傳感器之常規(guī)方法的截面圖。
參照圖1A，CMOS影像傳感器之一系列裝置元件形成于基板101上，且接著，多個(gè)金屬互連線103形成于上述基板結(jié)構(gòu)上，所述元件包括光電二極管(PD)102、場氧化物層(FOX)及層間絕緣層(ILD)。鈍化層104形成于上述所獲得之包括金屬互連線103之基板結(jié)構(gòu)上。通常藉由堆迭氧化物層與氮化物層來形成鈍化層104。
在形成光電二極管(PD)102之單元像素區(qū)域中，第一平坦化層106形成于鈍化層104上，且濾色器107形成于對應(yīng)于光電二極管區(qū)域之第一平坦化層106的一部分上。第二平坦化層108形成于濾色器107上，且接著，微透鏡109形成于其上。
典型地藉由執(zhí)行各種步驟來形成微透鏡109。沉積有機(jī)光阻，且接著，藉由曝光過程及顯影過程來圖案化該有機(jī)光阻。此后，藉由熱過程使圖案化光阻流動(dòng)，藉此形成了微透鏡109。
隨后，藉由打開一所選金屬互連線103之一部分來形成墊開放區(qū)域105，在這里將經(jīng)由使用掩模藉由蝕刻鈍化層104來形成凸塊。墊開放區(qū)域105被形成到外圍電路區(qū)域中。
接著，圖1B至1E說明用于在墊開放區(qū)域105上形成常規(guī)凸塊之一系列步驟。
參照圖1B，其關(guān)于一種用于形成凸塊之方法，用于改良粘接性之鈦(Ti)基粘接層110及金晶種層(seed layer)111相繼沉積于其上。參照圖1C，光阻圖案112形成于上述所得之結(jié)構(gòu)上，以暴露墊開放區(qū)域105，在這里稍后將形成金凸塊墊。
隨后，如圖1D所示，藉由采用鍍金過程，上述金凸塊113僅形成于打開光阻圖案112之區(qū)域中。此后，移除光阻圖案112，且接著，藉由應(yīng)用毯式回蝕過程(blanket etch-back)來蝕刻金晶種層111及Ti基粘接層110，藉此移除形成于未形成金凸塊113之區(qū)域中的金晶種層111及Ti基粘接層。
然而，上述凸塊形成過程系在微透鏡109曝光時(shí)執(zhí)行。因此，微透鏡109在凸塊形成過程中可能受到損害或變形，且此外，由于吸附了粒子而可能產(chǎn)生黑點(diǎn)缺陷。
即，Ti基粘接層110及金晶種層111在微透鏡109曝光之狀態(tài)下形成，且此時(shí)，由具有軟材料特性之有機(jī)光阻制成的微透鏡109可能易于藉由一被采用來形成Ti基粘接層110及金晶種層111之濺射法而受到損害。圖1B至1E中所出現(xiàn)之參考標(biāo)記‘A’表示由濺射法所致之此損害。此外，當(dāng)形成于除凸塊區(qū)域外之區(qū)域中的Ti基粘接層110及金晶種層111藉由毯式回蝕過程而得以移除時(shí)，微透鏡109亦可能受到損害，且粒子可能被吸附到該處。以圖1E中之參考標(biāo)記‘B’表示由回蝕過程所產(chǎn)生之此損害。因?yàn)槲⑼哥R系由有機(jī)材料制成，所以此等所吸附之粒子不易于藉由清潔來移除。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明之目的系提供一種具有微透鏡之影像傳感器及一種用于制造其之方法，其能夠防止微透鏡在凸塊形成過程中受到損害或變形，且能夠易于移除在凸塊形成過程中所產(chǎn)生之粒子。
根據(jù)本發(fā)明之一方面，其提供一種影像傳感器，該影像傳感器包括鈍化層，其形成于具有光電二極管及其它各種裝置元件之基板結(jié)構(gòu)上；微透鏡，其形成于該鈍化層上；微透鏡鈍化層，其形成于該微透鏡上且起到保護(hù)該微透鏡不受凸塊形成過程的影響之作用；墊開放區(qū)域，其系藉由蝕刻該微透鏡鈍化層及該鈍化層而得以形成；及凸塊，其形成于該墊開放區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明之另一方面，其提供一種用于制造影像傳感器之方法，該方法包括以下步驟在具有光電二極管及其它各種裝置元件之基板結(jié)構(gòu)上形成一鈍化層；在該鈍化層之一部分上形成一微透鏡；在該微透鏡上形成一微透鏡鈍化層，用于保護(hù)該微透鏡不受隨后的凸塊形成過程的影響；藉由選擇性地蝕刻該微透鏡鈍化層及該鈍化層來形成一墊開放區(qū)域；及在該墊開放區(qū)域中形成一凸塊。
參照結(jié)合附圖給出的對優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的以上和其它目的和特定將被較好地理解，在附圖中圖1A至1E為說明一用于制造影像傳感器之常規(guī)方法的截面圖；及圖2A至2E為說明一用于制造根據(jù)本發(fā)明之影像傳感器之方法的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參照隨附圖詳細(xì)地解釋根據(jù)本發(fā)明之較佳實(shí)施例之影像傳感器及用于制造其之方法。
圖2A至2E為說明用于制造根據(jù)本發(fā)明之較佳實(shí)施例之影像傳感器之方法的截面圖。
參照圖2A，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)影像傳感器之一系列裝置元件形成于基板201上，且接著，多個(gè)金屬互連線203形成于基板201上，其中所述元件包括光電二極管(PD)202、場氧化物層(FOX)及層間絕緣層(ILD)。此后，鈍化層204形成于其上。藉由堆迭氧化物層及氮化物層而形成鈍化層204。
隨后，在形成光電二極管202之單元像素區(qū)域中，第一平坦化層206形成于鈍化層204上，且濾色器207形成于對應(yīng)于光電二極管區(qū)域之第一平坦化層206的一部分上。第二平坦化層208形成于濾色器207上，且接著，微透鏡209形成于其上。
典型地藉由執(zhí)行各種步驟來形成微透鏡209。沉積有機(jī)光阻，且接著，藉由曝光過程及顯影過程來圖案化有機(jī)光阻。此后，藉由熱過程使圖案化光阻流動(dòng)，藉此形成了微透鏡209。
隨后，微透鏡鈍化層200形成于上述所得之基板結(jié)構(gòu)上。此時(shí)，微透鏡鈍化層200具有從近似100至近似10,000范圍內(nèi)之厚度。又，微透鏡鈍化層200以一材料形成，該材料具有優(yōu)良之光透射率，且能夠藉由低溫過程來形成，且允許易于移除所吸附之粒子。根據(jù)本實(shí)施例，一氧化物層系用于該特性材料以用于形成微透鏡鈍化層200。氧化物層可在從近似100℃至近似200℃范圍內(nèi)之溫度下予以形成，且具有優(yōu)良之光透射率。氧化物層亦為無機(jī)物質(zhì)，且因此，所吸附之粒子可在隨后凸塊形成過程中經(jīng)由清潔過程來易于移除。
隨后，微透鏡鈍化層200及鈍化層204藉由執(zhí)行使用掩模之蝕刻過程而得以蝕刻。自此蝕刻過程，打開將形成凸塊之所選金屬互連線203的一部分，藉此形成了墊開放區(qū)域205。
參照圖2B至2E，上述凸塊系藉由典型之方法而形成于墊開放區(qū)域205中。
為了對上述用于形成凸塊之方法進(jìn)行詳細(xì)說明，參照圖2B，用于改良粘接性之鈦(Ti)基粘接層210及金晶種層211相繼沉積于圖2A中所示之基板結(jié)構(gòu)的整個(gè)表面上。
參照圖2C，光阻圖案212經(jīng)如此形成以將稍后將形成金凸塊之墊開放區(qū)域205暴露。
參照圖2D，金凸塊213僅形成于打開光阻圖案212之區(qū)域中。
隨后，如圖2E中所示，光阻圖案212經(jīng)移除，且接著，金晶種層211及Ti基粘接層21O藉由采用毯式回蝕過程而蝕刻，藉此移除了形成于除形成金凸塊213之區(qū)域外之區(qū)域中之金晶種層211及Ti基粘接層210。
此后，必要時(shí)，藉由執(zhí)行清潔過程來移除在微透鏡鈍化層200上所吸附之粒子。
根據(jù)本發(fā)明，基于Ti之粘接層及基于金之晶種層系藉由濺射法而得以形成。此時(shí)，微透鏡209覆蓋有微透鏡鈍化層200，且因此，微透鏡209不會(huì)遭受由濺射法所產(chǎn)生之任何損害。此外，當(dāng)粘接層及晶種層在形成金凸塊后經(jīng)受毯式回蝕過程時(shí)，由于微透鏡得到保護(hù)，所以亦不會(huì)存在由此蝕刻對微透鏡所致之損害。
本發(fā)明提供了防止微透鏡在凸塊形成過程中受到損害及變形且易于移除在凸塊形成過程期間所產(chǎn)生之粒子的效應(yīng)。由于此等效應(yīng)，進(jìn)一步可能提高所需產(chǎn)品之產(chǎn)量且防止光學(xué)特性降級。
本申請案含有與韓國專利申請案第KR 2004-0019408號有關(guān)之主題，該韓國專利申請案于2004年3月22日向韓國專利局提出申請，該案之全文以引用的方式并入本文中。
盡管已參照某些優(yōu)選實(shí)施例說明本發(fā)明，但是熟悉此項(xiàng)技術(shù)者將顯而顯見，在不脫離由以下權(quán)利要求所界定之本發(fā)明的精神及范疇的情況下，可進(jìn)行各種改變及修改。
101基板102光電二極管(PD)103金屬互連線104鈍化層105墊開放區(qū)域106第一平坦化層107濾色器108第二平坦化層109微透鏡110鈦(Ti)基粘接層111金晶種層112光阻圖案113金凸塊200微透鏡鈍化層201基板202光電二極管(PD)203金屬互連線204鈍化層205墊開放區(qū)域206第一平坦化層207濾色器208第二平坦化層209微透鏡210鈦(Ti)基粘接層211金晶種層212光阻圖案213金凸塊。
權(quán)利要求
1.一種用于制造影像傳感器之方法，其包含以下步驟在一具有光電二極管及其它各種裝置元件之基板結(jié)構(gòu)上形成一鈍化層；在該鈍化層之一部分上形成微透鏡；在該微透鏡上形成一微透鏡鈍化層，用于保護(hù)該微透鏡不受隨后的凸塊形成過程的影響；藉由選擇性地蝕刻該微透鏡鈍化層及該鈍化層來形成一墊開放區(qū)域；及在該墊開放區(qū)域中形成一凸塊。
2.如權(quán)利要求1之方法，其中該微透鏡鈍化層系在近似100℃至近似200℃范圍內(nèi)之溫度下而形成。
3.如權(quán)利要求1之方法，其中該微透鏡鈍化層系沿該微透鏡之輪廓以均勻厚度而形成。
4.如權(quán)利要求1之方法，其中該微透鏡鈍化層具有一光透射率且由一無機(jī)材料制成。
5.如權(quán)利要求1之方法，其中該微透鏡鈍化層系由一選自由氧化物、氧氮化物(oxynitride)及氮化物所組成的組中的材料制成。
6.如權(quán)利要求1之方法，其中該微透鏡鈍化層系藉由堆迭選自由氧化物、氧氮化物及氮化物所組成的組中的至少兩種材料而形成。
7.如權(quán)利要求1之方法，其中該微透鏡鈍化層系形成為具有從近似100至近似10,000范圍內(nèi)之厚度。
8.如權(quán)利要求1之方法，其中形成凸塊之步驟包括以下步驟在具有該墊開放區(qū)域、該微透鏡鈍化層、該鈍化層及所述其它裝置元件之基板結(jié)構(gòu)上依次形成一粘接層及一晶種層；在該晶種層上形成一光阻圖案，使得該光阻圖案將該墊開放區(qū)域曝光；形成用于由該光阻圖案所產(chǎn)生的開口內(nèi)部的凸塊使用的金屬；移除該光阻圖案，藉此暴露該晶種層及該粘接層；及對該暴露之晶種層及該暴露之粘接層執(zhí)行毯式回蝕過程。
9.如權(quán)利要求8之方法，其中形成該凸塊之該步驟進(jìn)一步包括在執(zhí)行該毯式回蝕過程后移除粒子之步驟。
10.一種影像傳感器，其包含鈍化層，其形成于具有光電二極管及其它各種裝置元件之基板結(jié)構(gòu)上；微透鏡，其形成于該鈍化層上；微透鏡鈍化層，其形成于該微透鏡上且起到保護(hù)該微透鏡不受凸塊形成過程之影響的作用；墊開放區(qū)域，其系藉由蝕刻該微透鏡鈍化層及該鈍化層而形成；及凸塊，其形成于該墊開放區(qū)域中。
11.如權(quán)利要求10之影像傳感器，其中該微透鏡鈍化層系沿該微透鏡之輪廓以均勻厚度而形成。
12.如權(quán)利要求10之影像傳感器，其中該微透鏡鈍化層具有一光透射率且由一無機(jī)材料制成。
13.如權(quán)利要求10之影像傳感器，其中該微透鏡鈍化層系藉由一選自由氧氮化物及氮化物所組成的組中的材料形成。
14.如權(quán)利要求10之影像傳感器，其中該微透鏡鈍化層系藉由堆迭選自由氧化物、氧氮化物及氮化物所組成的組中的至少兩種材料而形成。
15.如權(quán)利要求10之影像傳感器，其中該微透鏡鈍化層系形成為具有從近似100至近似10,000范圍內(nèi)之厚度。
16.如權(quán)利要求10之影像傳感器，其中該影像傳感器為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體影像傳感器與電荷耦合器件之一。
全文摘要
公開了一種具有微透鏡之影像傳感器及一種用于使用凸塊形成過程來制造該影像傳感器之方法。一種用于制造影像傳感器之方法包括以下步驟在具有光電二極管及其它各種裝置元件之基板結(jié)構(gòu)上形成一鈍化層；在該鈍化層之一部分上形成一微透鏡；在該微透鏡上形成一微透鏡鈍化層以保護(hù)該微透鏡不受隨后的凸塊形成過程的影響；藉由選擇性地蝕刻該微透鏡鈍化層及該鈍化層來形成一墊開放區(qū)域；及在該墊開放區(qū)域中形成一凸塊。
文檔編號H01L27/146GK1691346SQ20051005379
公開日2005年11月2日 申請日期2005年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者李柱日 申請人:美格納半導(dǎo)體有限會(huì)社